DE3221625A1 - Vorrichtung zur ueberwachung des inneren eines kernreaktors - Google Patents

Vorrichtung zur ueberwachung des inneren eines kernreaktors

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Description

  • Vorrichtung zur Überwachung des Inneren eines
  • Xernreaktors Die Erfindung betrifft ein System bzw. eine Vorrichtung zur Überwachung des Inneren eines Kernreaktors, insbesondere zur gleichzeitigen Messung der Temperaturverteilung im Kühlwasser und der Neutronenflußverteilung in einem Siedewasserreaktor.
  • Um bei einem Siedewasserreaktor Unfälle aufgrund eines Temperaturanstiegs zu verhüten, muß der Füllstand des dem Reaktorkern in einem Reaktordruckgefäß zugeführten Kühlwassers ständig überwacht werden. Wenn der Kühlwasserspiegel im Reaktor infolge einer Störung, etwa infolge eines Bruchs eines Hauptdampfrohrs, unter den Mindestbezugsspiegel abfällt, muß augenblicklich eine Notpumpe zur Zufuhr von Kühlwasser zum Reaktor eingeschaltet werden, oder der Betrieb des Reaktors muß unverzüglich beendet werden.
  • Wenn sich eine Brennstoffanordnung mit einem Reaktorkern lokal abnormal erwärmt, weil in oder um die Brennstoffanordnung der Kühlwasserstand abfällt oder Kühlwasser verloren geht, muß eine solche Erwärmung festgestellt und die Brennstoff(stab)anordnung durch eine neue ersetzt werden.
  • Wenn durch Messung der Neutronenflüsse im Reaktorkern eine übermäßige Kernreaktion festgestellt wird, werden in den Reaktorkern Steuerstäbe eingefahren, um diese Kernreaktion zu unterdrücken.
  • Die Messung des Kühlwasserspiegels im Siedewasserreaktor erfolgt üblicherweise mittels eines in Fig. 1 schematisch dargestellten Wasserspiegel- bzw. Füllstandmessers. In einem Reaktor-Druckgefäß 1 befinden sich dabei Kühlwasser 2 und dessen Dampf 3. Das eine Ende einer Einlaßleitung 4 für Kühlwasser 2 und das andere Ende einer Auslaßleitung 5 für Dampf 3 sind an unteren bzw. oberen Abschnitt der Seitenwand des Druckgefäßes 1 angeschlossen. Das andere Ende der Auslaßleitung 5 ist mit einem Bezugs-Wasserstandsraum 6 verbunden, der seinerseits über ein Bezugs-Wasserstandsrohr 7 mit einem unterhalb des Raums 6 angeordneten Differenzdruckmesser 8 verbunden ist. Das andere Ende der Einlaßleitung 4 ist ebenfalls an den Differenzdruckmesser 8 angeschlossen, welcher einen Differenzdruck b P messen soll, der zwischen einem durch das Wasser W im Raum 6 und im Bezugs-Wasserstandsrohr 7 bestimmten Bezugs-Wasserstand (reference water head) L und einem Füllstand (bzw. Wasserspiegelhöhe) H des Kühlwassers 2 im Druckgefäß 1 besteht. Dieser Differenzdruck ß P ist im wesentlichen dem Unterschied zwischen dem Bezugs-Wasserstand L und dem Füllstand H proportional.
  • Da L konstant ist, kann der Füllstand H durch Messung von b P berechnet werden. Wenn es sich zeigt, daß der Füll- stand H den vorbestimmten untersten Bezugsfüllstand erreicht oder unter diesen abfällt, kann Kühlwasser 2 in das Druckgefäß 1 nachgefüllt werden, um das Reaktorinnere auf einer vorbestimmten Temperatur zu halten, oder der Reaktorbetrieb kann beendet werden.
  • Wenn jedoch die Kühlwassermenge um einen Teil der (in Fig. 1 nicht dargestellten) Brennstoff(stab)anordnung herum abnimmt oder ungenügend ist und sich daher dieser Teil abnormal erwärmt, oder wenn sich ein Teil der Brennstoffanordnung aus irgendeinem Grund abnormal erwärmt, so daß das Kühlwasser um diesen Teil herum siedet und verdampft und die Temperatur dieses Teils ansteigt, ergibt sich bei dem Reaktor mit dem Wasserstandsmesser der Nachteil, daß der Bereich, in welchem die Kühlwassermenge lokal abnimmt, nicht festgestellt und die Brennstoffanordnung nicht, wie erforderlich, durch eine neue ausgetauscht werden kann.
  • Gemäß den Fig. 2 und 3 ist der herkömmliche Reaktor mit im Reaktorkern angeordneten Neutronenfluß-Detektoreinheit 12 zur Messung der Neutronenflüsse in verschiedenen Höhen im Reaktorkern versehen, so daß damit der Betriebszustand des Reaktors geprüft oder überwacht werden kann.
  • Die Neutronenfluß-Detektoreinheiten 12 erstrecken sich lotrecht zwischen den den Siedewasserreaktorkern bildenden Brennstoff(stab)anordnungen 10. Jede Detektoreinheit 12 besteht aus einem langen lotrechten Außen- oder Mantelrohr 13, einem koaxial in letzterem angeordneten Innenrohr 14 sowie Neutronenfluß-Meßfühlern 15, die am AuBenumfang des Innenrohrs 14 angeordnet und über dessen Länge auf gleiche oder vorbestimmte Abstände verteilt sind. Von den einzelnen Meßfühlern 15 geht eine Signalleitung 16 zu einer nicht dargestellten Neutronenfluß-Meßschaltung ab. Die Meßfühler 15 ermöglichen die Messung der Neutronenflüsse in verschiedenen Höhen im Reaktorkern. Wenn lokal ein übermäßig großer Neutronenfluß im Reaktorkern auftritt, können nicht nur diese Erscheinung, sondern auch die Stellen, an denen diese übermäßigen Neutronenflüsse auftreten, festgestellt werden, so daß entsprechende Gegenmaßnahmen getroffen werden können.
  • Betriebsüberwachung und Steuerung der herkömmlichen Siedewasserreaktoren erfolgen daher durch Überwachung lediglich des Kühlwasserstands und der Neutronenflußverteilung im Reaktor. Nachteilig daran ist also, daß die Temperaturverteilung im Reaktor, die einen äußerst wichtigen Faktor für die Überprüfung. des Betriebszustands des Reaktors darstellt, nicht überwacht werden kann.
  • Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung einer Vorrichtung zur Überwachung des Inneren eines Reaktors unter Anzeige des Kühlwasserstands im Reaktor, der lokalen Stellen, an denen kein Kühlwasser im Reaktor vorhanden ist, sowie der Temperaturverteilung im Reaktorkern, wobei die Vorrichtung anzeigen soll, ob der Reaktor unter Normalbedingungen arbeitet oder nicht.
  • Diese Aufgabe wird durch die in den beigefügten Patentansprüchen gekennzeichneten Merkmale gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung kennzeichnet sich durch mehrere Detektor- bzw. Meßfühlereinheiten, die jeweils lotrecht im Reaktorkern angeordnet sind und ein langgestrecktes Gehäuse, einen in letzterem angeordneten Wärmefühler sowie im Gehäuse angeordnete und über dessen Länge auf vorbestimmte gegenseitige Abstände verteilte Neutronenflußfühler aufweisen, wobei der Wärmefühler eine in einer gewünschten (vorgegebenen) Höhe im Reaktorkern gelegenen Meßstelle aufweist, sowie durch eine außerhalb des Reaktors angeordnete und mit dem Wärme fühler sowie den Neutronenflußfühlern verbundene Meß- bzw. Uberwachungseinheit.
  • Mit dieser Uberwachungsvorrichtung können die Verteilungen der Neutronenflüsse und der Temperatur innerhalb des Reaktors sehr schnell und zuverlässig gemessen oder überwacht werden. Wenn eine Abnormalität in diesen Verteilungen festgestellt wird, können augenblicklich Gegenmaßnahmen eingeleitet werden, so daß ein ungestörter Reaktorbetrieb gewährleistet wird und etwaige Unfälle verhütet werden können.
  • Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bisherigen Vorrichtung zur Messung des Kühlwasserstands in einem Siedewasserreaktorkern, Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine zwischen Brennstoff(stab)anordnungen im Reaktorkern gemäß Fig. 1 angeordnete Neutronenfluß-Meßeinheit, Fig. 3 einen Querschnitt durch die Neutronenfluß-Meßeinheit gemäß Fig. 2, Fig. 4 eine schematische Längsschnittansicht eines Siedewasserreaktors, auf den die Erfindung anwendbar ist, Fig. 5 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Teilquerschnitt durch den Hauptteil des Reaktorkerns gemäß Fig. 4, Fig. 6 einen Längsschnitt durch den Hauptteil einer bei der erfindungsgemäßen Uberwachungsvorrichtung verwendeten Meßeinheit, Fig. 7 einen Längsschnitt durch einen in der Meßeinheit gemäß Fig. 6 angeordneten Neutronenflußfüh-1er, Fig. 8 einen Längsschnitt durch den Hauptteil eines in der Meßeinheit gemäß Fig. 6 vorgesehenen Wärmefühlers und Fig. 9 ein Schaltbild einer bei der erfindungsgemäßen Uberwachungsvorrichtung verwendeten Einheit zur Messung der Temperaturverteilung im Reaktorkern.
  • Die Fig. 1 bis 3 sind eingangs bereits erläutert worden.
  • Gemäß Fig. 4 weist ein Siedewasserreaktor 20, auf den die Erfindung anwendbar ist, ein Reaktor-Druckgefäß 21 auf, in welchem ein Reaktorkern 23, ein Abscheider 24 zur Trennung von Wasserdampf von einem im Reaktorkern 23 entstehenden Dampf-Wassertröpfchengemisch und ein Trockner 25 zum Trocknen des Wasserdampfes in der angegebenen Reihenfolge übereinander angeordnet sind. Ein Hauptdampfrohr 26 geht vom oberen Bereich des Druckgefäßes 21 zu einer Turbine ab, wobei getrockneter Wasserdampf vom Trockner 25 über das Hauptdampfrohr- 26 der Turbine zugeführt wird. Das aus dem Wasserdampf in der Turbine kondensierte Wasser wird mittels einer Pumpe über ein Wasserspeiserohr 27 zum Druckgefäß 21 zurückgeführt. Ein mit einer Umwälzpumpe 28 versehenes Umlauf- oder Umwälzrohr 29 ist an das Druckgefäß 21 angeschlossen, wobei das in letzterem enthaltene Wasser bzw. Kühlwasser 55 durch die Pumpe 28 so umgewälzt wird, daß seine Temperaturverteilung gleichmäßig ist.
  • Gemäß Fig. 5 weisen die einzelnen Brennstoff(stab)einheiten 22 jeweils Brennstoffstäbe 22a, die in einer Matrix von sieben zu sieben oder acht zu acht Stäben (bei der dargestellten Ausführungsform von sieben zu sieben Stäben) angeordnet sind, sowie ein einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt besitzendes Gehäuse 22b auf, welches die auf die beschriebene Weise angeordneten Brennstoffstäbe 22a aufnimmt. Eine Brennstoff(stab)anordnung 22A umfaßt jeweils vier Brennstoffeinheiten 22, die in einer Matrix von zwei zu zwei Einheiten angeordnet sind. In der Mitte dieser Brennstoffanordnung 22A ist ein Steuerstab 31 eines kreuzförmigen Querschnitts so eingesetzt, daß er die benachbarten Brennstoffeinheiten 22 voneinander trennt. Die Brennstoffanordnungen 22A sind ihrerseits zur Bildung des Reaktorkerns 23 ebenfalls in einer Matrix angeordnet. Zwischen die Brennstoffanordnungen 22A sind Absorptionsvorhänge (poison curtains) 32 eingesetzt. Die Steuerstäbe 31 steuern die Reaktivität der Brennstoffanordnungen 22A in Abhängigkeit von der Tiefe, bis zu welcher sie in den Reaktorkern 23 eingesetzt sind, um auf diese Weise die Ausgangsleistung des Reaktors zu regeln.
  • Die Absorptionsvorhänge 32 dienen zur Unterdrückung der anfänglich übermäßig starken Reaktivität des Reaktorkerns 23 sowie zur Erhöhung des Abbrenngrades des anfänglich eingesetzten Brennstoffs, wobei jedoch bei bestimmten Reaktorarten derartige Absorptionsvorhänge nicht vorhanden sind. In jeden Zwischenraum 23a im Reaktorkern 23, in welchem sich die benachbarten Ecken von vier benachbarten Brennstoffanordnungen 22A gegenüberstehen, ist jeweils eine langgestreckte Meßeinheit 33 eingesetzt.
  • Gemäß Fig. 6 umfaßt jede Meßeinheit 33 ein langgestrecktes Innenrohr 34 aus rostfreiem Stahl, ein letzteres koaxial umschließendes und aus rostfreiem Stahl hergestelltes, langgestrecktes Außenrohr 35, im Raum 33a zwischen Innen- rohr 34 und Außenrohr 35 angeordnete (oder am Außenumfanq des Innenrohrs 34 befestigte) Neutronenflußfühler 36, die längs des Innenrohrs 34 auf gleiche bzw. vorgegebene Abstände verteilt sind, sowie einen lotrechten Wärmefühler 37, der im Raum 33a zwischen Innenrohr 34 und Außenrohr 35 in einer von der Einbauposition der Neutronenflußfühler 36 verschiedenen Lage angeordnet ist. Ein Gehäuse 33A besteht aus Innenrohr 34 und Außenrohr 35. In dem zwischen Innenrohr 34 und Außenrohr 35 festgelegten Raum 33a ist im oberen Bereich des Gehäuses 33A ein ringförmiger Anschlag 38 befestigt, während das obere Ende des Innenrohrs 34 durch eine Verschluß-Kappe 34A verschlossen ist. Am oberen Ende des Außenrohrs 35 ist ein (radial) nach innen gerichteter Flansch 39 angeformt. Ein Schaft 40A umfaßt ein von einem Handhabungswerkzeug erfaßbares Griffstück 40 und eine von dessen unterem Ende nach unten ragende Hülse 41 mit einem an ihrem unteren Ende angeformten, (radial) nach außen ragenden Flansch 41a, der mit dem nach innen gerichteten Flansch 39 in Eingriff bringbar ist. Zwischen dem Anschlag 38 und dem nach innen gerichteten Flansch 39 ist im Raum 33a eine Schrauben-Druckfeder 42 angeordnet, die d i e das Innenrohr 34 umschließt und den Schaft 40A normalerweise gemäß Fig. 6 nach oben drängt. Die Meßeinheiten 33 können somit durch eine Bedienungsperson auf einfache Weise in ihre vorbestimmte Einbaulage im Reaktorkern 23 eingesetzt und aus letzterem herausgezogen werden.
  • Der Neutronenflußfühler 36 umfaßt gemäß Fig. 7 eine zylindrische, massive Anode 43 und eine diese umgebende, zylindrische hohle Kathode 44 mit elektrisch isolierenden Elementen 45 und 46, die an beiden Enden einen flüssigkeitsdichten Abschluß herstellen. Auf die Innenfläche der Kathode 44 ist ein (in Fig. 7 übertrieben dick dargestellter) Überzug 47 aus einem spaltbaren Material, beispielsweise 235U , aufgetragen, während ein von Anode 43, Kathode 44 und Isolierelementen 45, 46 festgelegter Raum 56 mit einem Ionisationsgas 57, wie Argon, gefüllt ist. Die Anode 43 ist über ihre Signalleitung 16 mit der Plusklemme einer außerhalb des Reaktors 20 angeordneten Gleichstromquelle 48 verbunden und zwar über eine Neutronenfluß-Meßeinheit 49, beispielsweise einen ebenfalls außerhalb des Reaktors 20 angeordneten Amperemeter bzw. Strommesser. Kathode 44 und Minusklemme der Gleichstromquelle 48 liegen an Masse.
  • Ein Teil der in der Brennstoffanordnung 22A neben einem der Neutronenflußfühler 36 erzeugten Neutronen tritt in den Neutronenflußfühler 36 ein und trifft auf den Überzug bzw. die Schicht 47 aus spaltbarem Material auf, wobei eine Kernspaltung in einem den einfallenden Neutronenflüssen entsprechenden Ausmaß stattfindet. Die von der Kernspaltung herrührenden Spaltungsfragmente bewegen sich durch das Ionisationsgas 57 und erzeugen in diesem Paare positiver Ionen und Elektronen, die von Anode 34 bzw.
  • Kathode 44 aufgrund eines von der Stromquelle 48 her an diese Elektroden 43 und 44 angelegten elektrischen Felds angezogen bzw. von ihnen gesammelt werden und über die Signalleitung 16 als Strom zur genannten Meßeinheit 49 fließen. Die Neutronenflußfühler 36 sind im Reaktorkern 23 in Form eines kubischen Gitters angeordnet, so daß sie gleichzeitig auch die Verteilung der Neutronenflüsse im Reaktorkern 23 anzeigen. Auf diese Weise kann eine Stelle, an welcher ein abnormaler Neutronenfluß auftritt, augenblicklich festgestellt werden, so daß sehr schnell Gegenmaßnahmen zur Beseitigung dieses abnormalen Zustands getroffen werden können.
  • Der in Fig. 8 dargestellte Wärmefühler 37 umfaßt ein aus einem Metall, wie rostfreier Stahl oder Inconel, bestehen- des und an seinem oberen Ende verschlossenes Rohr 50 sowie ein U-förmiges Alumel-Chromel-Thermoelement 37A, das durch Verbindung eines Chromel-Drahts5l mit einem Alumel-Draht 52 unter Bildung einer Meßstelle 54 an seiner Oberseite gebildet ist. Zwischen das Thermoelement 37A und die Innenfläche des Außenrohrs 50 ist ein anorganisches Isoliermaterial 53, wie MgO ' A 2°3 eingefüllt, um das Thermoelement 37A gegenüber dem Außenrohr 50 zu isolieren. Der Wärmefühler 37 bildet somit ein umhülltes bzw. gekapseltes Thermoelement Obgleich bei jeder Meßeinheit 33 nur ein oder zwei Wärmefühler 37 vorgesehen sind, befinden sich die Meßstellen 54 der Wärmefühler 37 (als Temperaturmeßabschnitte). in verschiedenen Höhenlagen, so daß die Temperatur an verschiedenen Stellen des Reaktorkerns 23 gemessen werden kann.
  • Gemäß Fig. 9 umfaßt eine Vorrichtung 67 zur Messung der Temperaturverteilung invertierende Verstärker 68-1, 68-2, 68-3, 68-4 usw., deren invertierende und nicht-invertierende Klemmen oder Anschlüsse mit den Chromel-Drähten 51 bzw. den Alumel-Drähten 52 verbunden,sind, um Ausgangssignale -V01, -V02, -V03, -V04 usw. entsprechend den Potentialunterschieden VI1, VI2, VI3, VI4 usw. zwischen den beiden Drähten 51 und 52 zu erzeugen.
  • Komparatoren 69-1, 69-2, 69-3, 69-4 usw. sind mit invertierenden Klemmen an die Ausgangsklemmen der betreffenden Verstärker 68-1, 68-2, 68-3, 68-4 usw. sowie Bezugsspannungen VR1, VR2, VR3, VR4 usw. entsprechend der Warnungstemperatur im Reaktorkern angeschlossen und außerdem mit an Masse liegenden nicht-invertierenden Klemmen versehen. Hieraus ergibt sich, daß die Eingangssignale der Verstärker 68-1, 68-2, 68-3, 68-4 usw. je- weils (VR1 - Vor), (VR2 - V02), (VR3 - V03), (VR4 - V04) usw. entsprechen.
  • Erste Schalttransistoren 70-1, 70-2, 70-3, 70-4 usw. sind mit ihren Basiselektroden an die Ausgangsklemmen der betreffenden Verstärker 68-1, 68-2, 68-3, 68-4 usw. angeschlossen, während ihre Kollektoren mit Gleichstromquellen +VD1, +VD2, +VD3, +VD4 usw. verbunden sind und ihre Emitter an Masse liegen.
  • Zweite Schalttransistoren 71-1, 71-2, 71-3, 71-4 usw.
  • sind an ihren Basiselektroden an die Kollektoren der betreffenden ersten Schalttransistoren 70-1 bis 70-4 usw.
  • angeschlossen, während ihre Kollektoren an einer gemeinsamen Gleichstromquelle E liegen und ihre Emitter über zugeordnete lichtemittierende Dioden bzw. Leuchtdioden 72-1, 72-2, 72-3, 72-4 usw. an Masse liegen.
  • Wenn das Eingangssignal (VR1 - V01) beispielsweise des Verstärkers 68-1 Null beträgt oder negativ ist, läßt das Ausgangssignal des Verstärkers 68-1 den ersten Schalttransistor 70-1 in den Durchschaltzustand und den zweiten Schalttransistor 71-1 in den Sperrzustand übergehen, so daß die Leuchtdiode 72-1 abgeschaltet wird. Wenn das Eingangssignal (VR1 - VOl) positiv ist, sind die Zustände von erstem und zweitem Schalttransistor 70-1 bzw. 71-1 umgekehrt, so daß die Leuchtdiode 72-1 aufleuchtet. Dasselbe gilt auch für die den anderen Leuchtdioden 72-2, 72-3, 72-4 usw. zugeordneten Schaltkreise.
  • Die Kombinationen aus den Verstärkern 68-1 bis 68-4 usw., den Komparatoren 69-1 bis 69-4 usw, den ersten Schalttransistoren 70-1 bis 70-4 usw.,den zweiten Schalttransistoren 71-1 bis 71-4 usw. sowie den Leuchtdioden 72-1 bis 72-4 usw. werden als Verstärkerteil 73, Komparator- teil 74, Wellenformerteil 75 bzw. Anzeigeteil 76 bezeichnet.
  • Im folgenden ist die Arbeitsweise der Wärmefühler 37 anhand von vier Meßeinheiten 33 beschrieben, deren Meßstellen 54 sich gemäß Fig. 9 in verschiedenen Höhenlagen befinden. Es sei angenommen, daß die Meßstellen 54 gemäß Fig. 9 nach links hin in zunehmend tieferen Höhenlagen angeordnet sind, der Füllstand H des Kühlwassers55 zwischen zweiter und dritter Meßstelle 54, von rechts her gesehen, liegt und die vier Thermoelemente 37A , ebenfalls von rechts her betrachtet, mit den Verstärkern 68-1, 68-2, 68-3 bzw. 68-4 verbunden sind. Die Bezugsspannungen VR1 bis VR4 der Komparatoren 69-1 bis 69-4 sind auf Potentiale entsprechend Potentialunterschieden zwischen den Thermoelementen 37A bei einer Warnungstemperatur (z.B. 4000C) eingestellt, bei welcher das Kühlwasser siedet und verdampft und somit ein kritischer Zustand erreicht ist.
  • Die Meßstellen 54 der ganz rechts befindlichen Thermoelemente 37A sowie die zweiten Meßeinheiten 33 befinden sich über dem Spiegel H des Kühlwassers 55 und in einem Dampfbereich, in welchem die Temperatur die Warnungstemperatur übersteigt. Die Eingangssignale (V01 - VR1) und (V02 - VR2) der mit diesen beiden Thermoelementen 37A verbundenen Komparatoren 69-1 bzw. 69-2 sind daher nicht positiv, so daß die ersten Schalttransistoren 70-1 und 70-2 durchschalten und die zweiten Schalttransistoren 71-1 und 71-2 sperren und mithin die Leuchtdioden 72-1 und 72-2 nicht aktiviert sind.
  • Die Meßstellen 54 der Thermoelemente 37A in dritter und vierter Meßeinheit 33 befinden sich unterhalb des Spiegels H des Kühlwassers 55 und auf einer unterhalb der Warnungstemperatur liegenden Temperatur. Infolgedessen sind die Eingangssignale (V03 - VR3) und(V04 - VR4) der mit diesen Thermoelementen 37A verbundenen Komparatoren 69-3 bzw. 69-4 positiv, so daß die betreffenden Leuchtdioden 72-3 und 72-4 aufleuchten.
  • Auf die beschriebene Weise wird also festgestellt, daß der Füllstand bzw. Spiegel H des Kühlwassers 55 zwischen den Meßstellen 54 der Thermoelemente 37A von zweiter und dritter Meßeinheit 33, von der rechten Seite her gesehen, liegt. Ein Absinken des Kühlwasserspiegels H kann also ohne weiteres festgestellt werden.
  • Wenn in einem neben der. Meßstelle 54 des Thermoelementes 37A der vierten Meßeinheit 33 befindlichen Abschnitt oder Bereich X die Temperatur aus irgendeinem Grund ansteigt (beispielsweise wenn die Brennstoffanordnung 22A leicht gekrümmt ist und sich der benachbartenBrennstoffanordnung 22A nähert und/oder die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers 55 abnimmt) und (daher) das Kühlwasser in dem Bereich X herum lokal verdampft, übersteigt die Temperatur um den Bereich X herum die Warnungstemperatur. Da in diesem Fall das Eingangssignal (V04 - VR4) des Komparators 69-4 negativ wird, schaltet die Leuchtdiode 72-4 ab und liefert damit eine Anzeige dafür, daß eine Abnormalität an der Meßstelle 54 des Thermoelementes 37A in der vierten Meßeinheit 33 aufgetreten ist.
  • Obgleich in Fig. 9 nur vier Meßeinheiten 33 dargestellt sind, sind im Reaktorkern 23 tatsächlich mehr Meßeinheiten 33, beispielsweise dreiundvierzig Einheiten angeordnet.
  • Auf einer Schalttafel ist eine Anzahl von Leuchtdioden 29-1, 29-2, 29-3, 29-4 usw. so angeordnet, daß sie die Positionen der Thermoelemente 37A in einer waagerechten Ebene und die Höhenlagen der Meßstellen 54 der Thermoelemente 37A angeben. Eine vor der Schalttafel befindliche Bedienungsperson kann somit mit einem Blick auf die Schalttafel den Kühlwasserstand H ablesen und eine Stelle, an welcher ein etwaiger abnormaler Temperaturanstieg vorliegt, einfach feststellen. Sobald der abnormale Kühlwasserstand H und die Stelle des abnormalen Temperaturanstiegs festgestellt worden sind, können die entsprechenden Gegenmaßnahmen zur Behebung des abnormalen Temperaturanstiegs getroffen werden.
  • Leerseite

Claims (5)

  1. Vorrichtung zur Überwachung des Inneren eines Kernreaktors Patentansprüche 1. Vorrichtung zur überwachung des Inneren eines Kernreaktors, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Anzahl von in einem Reaktorkern (23) angeordneten, langgestreckten Gehäusen (33A), durch eine Anzahl von in jedem Gehäuse (33A) angeordneten und über dessen Länge hinweg auf vorgegebene gegenseitige Abstände verteilten Neutronenflußfühlern (36), durch mindestens je einen in jedem Gehäuse (33A) vorgesehenen Wärmefühler (37) mit einer Temperatur-MeRstelle (54) in einer vorgegebenen Lage innerhalb des Reaktorkerns (23) und durch eine mit den Neutronenflußfuhlern (36) und den Wärmefühlern (37) verbundene, außerhalb des Kernreaktors (20) angeordnete Meß- oder überwachungseinheit (49) zur Anzeige der Verteilungen der Neutronenflüsse und der Temperatur innerhalb des Reaktorkerns (23).
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Wärmefühler (37) ein Thermoelement (37A) aufweist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmefühler (37) jeweils ein das Thermoelement (37A) umschließendes Metallrohr (50) und ein in letzteres eingefülltes, das Thermoelement (37A) gegenüber dem Metallrohr (50) isolierendes Isoliermaterial(53) aufweisen.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoelement (37A) einen Chromel-Draht (51) und einen Alumel-Draht (52) aufweist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallrohr (50) aus rostfreiem Stahl oder Inconel hergestellt ist und daß das Isoliermaterial (53) ein anorganischer Stoff ist.
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